DE2548798C3

DE2548798C3 - Magnetic drive device for the contactless transmission of a torque or a longitudinal force changing in its direction through a gas- and liquid-tight partition

Info

Publication number: DE2548798C3
Application number: DE2548798A
Authority: DE
Inventors: Henri Montmorency Fehr; Jakob La Celle-Saint-Cloud Kaegi; Jose Paris Mallen- Herrero
Original assignee: Compagnie de Construction Mecanique Sulzer
Current assignee: Compagnie de Construction Mecanique Sulzer
Priority date: 1974-12-02
Filing date: 1975-10-31
Publication date: 1978-04-20
Also published as: IE41959L; DE2548798A1; IE41959B1; DK140229B; IT1051781B; JPS5177748A; GB1498999A; NL168665B; NL168665C; BE836086A; DK140229C; CH588184A5; LU73910A1; US4146805A; DE2548798B2; DK532175A; NL7501195A

Description

2s Die Erfindung betrifft eine magnetische Antriebsvorrichtung für die berührungslose Übertragung eines Drehmomentes bzw. einer in ihrer Richtung wechselnden Längskraft durch eine gas- und flüssigkeitsdichte Trennwand hindurch, die aus einem nicht magnetisierThe invention relates to a magnetic drive device for the contactless transmission of a Torque or a longitudinal force changing in its direction through a gas- and liquid-tight Partition wall through which from a non-magnetized baren, einen hohen spezifischen elektrischen Wider stand aufweisenden Material besteht und eine öffnung eines ein unter erhöhtem Druck und/oder hoher Temperatur stehendes, gegebenenfalls korrosives Medium enthaltenden Behälters verschließt, wobei magneti-baren, a high specific electrical cons Stand comprising material and an opening of a one under increased pressure and / or high Temperature-standing, possibly corrosive medium containing container closes, with magnetic sierbare, mit der Trennwand und dem Behälter fest verbundene Teile des Vorrichtungsgehäuses einen ortsfesten Abschnitt eines torusförmigen magnetischen Kreises bilden, der über eine mit Gleichstrom oder gleichgerichtetem Strom gespeiste Spule oder durchSable, with the partition and the container firmly connected parts of the device housing one Form stationary section of a toroidal magnetic circuit, which has a direct current or rectified current fed coil or by Permanentmagnete erregt wird und dessn rotationssymmetrischer, koaxial zum magnetisierbarer! Torus stehender Luftspalt durch die in seinem Bereich als Rotationskörper ausgebildete Trennwand in zwei Teilluftspalte unterteilt wird, in denen je ein amPermanent magnets are excited and therefore more rotationally symmetrical, coaxial with the magnetizable! Torus standing air gap through the partition, which is designed as a body of revolution in its area, in two Partial air gap is divided, in each of which an am treibenden bzw. am getriebenen Läufer der Vorrichtung befestigter, koaxialer, zahnradförmiger Polring aus magnetisierbarem Material beweglich geführt ist, dessen Pole, in glekherAnzahl für die beiden Läufer, auf die Trennwand und den dahinter befindlichen Polringdriving or on the driven rotor of the device attached, coaxial, gear-shaped pole ring made of magnetizable material is movably guided, the same number of poles for the two runners the partition and the pole ring behind it

so des Gegenläufers hin gerichtet sind, derart, daß der magnetische Kreis über seinen ortsfesten und einen von aen beiden Polringen gebildeten, beweglichen Abschnitt, durch die Trennwand hindurch, geschlossen ist. Es sind bereits magnetische oder elektromagnetischeso the opposite direction are directed, such that the magnetic circuit is closed over its stationary and a movable section formed by aen two pole rings, through the partition. They are already magnetic or electromagnetic

Koppler für die sychrone oder asynchrone Übertragung eines Drehmomenies bekannt, die aus einem magnetischen Kreis und zwei über ein magnetisches Feld miteinander gekoppelter Rotoren bestehen, wobei der eine Rotor mit einer treibenden, der andere mit einerCoupler known for the synchronous or asynchronous transmission of a torque, which consists of a magnetic circuit and two over a magnetic field There are rotors coupled to one another, one rotor with a driving, the other with a getriebenen Welle verbunden sind. Die Kopplung der beiden Rotoren erfolgt durch ein magnetisches Dreh^fdd, das im magnetischen Kreis durch eine von einem Gleichstrom oder einem gleichgerichteten Strom durchflossene, ortsfeste Lrregerspule oder durch Perdriven shaft are connected. The coupling of the two rotors takes place by a magnetic rotation ^f dd, which occurs in the magnetic circuit by a stationary excitation coil through which a direct current or a rectified current flows, or by Per manentmagncte induziert wird, beispielsweise gemäß FR-PS 10 95 374.manentmagncte is induced, for example according to FR-PS 10 95 374.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei denen zwei ebenfalls magnetisch aneinander gekoppelte LäuferThere are also devices are known in which two rotors that are also magnetically coupled to one another

cine wechselweise Translationsbewegung ausführen, etwa nach der in der FR-PS 15 39 089 beschriebenen Artcine alternately translate movement, such as that described in FR-PS 15 39 089 Art

Falls die beiden Medien, in denen sich das treibende bzw. das getriebene Organ befinden und bewegt werden, strikte voneinander getrennt bleiben müssen, wird der zwischen den beiden Organen bestehende Luftspalt durch eine druckdichte Trennwand unterteilt, welche die den beiden Medien zugeteilten Bereiche gegeneinander abgrenzt Eine solche, bei der Anmeldung vorausgesetzte Vorrichtung ist beispielsweise in der FR-PS 15 39 090 beschrieben.If the two media in which the driving or the driven organ are located and moving must remain strictly separated from one another, the one existing between the two organs will be Air gap divided by a pressure-tight partition, which divides the areas allocated to the two media such a device, which is a prerequisite for registration, is, for example, in the FR-PS 15 39 090 described.

In einem solchen Falle wäre es wünschbar, die erwähnte Trennwand aus einem nicht magnetisierbarer^ elektrisch isolierenden Material auszuführen. Dadurch würde jegliche, durch die Trennwand bedingte Beeinflussung der Verteilung des magnetischen Feldes im Luftspalt vermieden und es könnten sich in ihr im Gefolge des sie durchdringenden oder über sie wegstreichenden, das treibende mit dem getriebenen Element koppelnden magnetischen Flusses keinerlei Wirbelitröme ausbilden.In such a case, it would be desirable to have the aforementioned partition made of a non-magnetizable ^ run electrically insulating material. This would prevent any interference caused by the partition the distribution of the magnetic field in the air gap is avoided and it could be in it The entourage of that which penetrates it or passes over it, the driving with the driven Element coupling magnetic flux do not form any eddy currents.

Die heute bekannten, nicht metallischen Werkstoffe, die dieser Bedingung entsprechen würden, sind jedoch nicht in der Lage, extremen mechanischen oder thermischen Belastungen zu widerstehen, wie sie beispielsweise in chemischen oder nuklearen Reaktoren auftreten, wo mit Temperaturen in der Größenordnung von 200 bis 400⁰C und Drücken von 100 bar oder mehr gerechnet werden muß.The non-metallic materials known today, which would meet this condition, are not able to withstand extreme mechanical or thermal loads, such as occur, for example, in chemical or nuclear reactors, where temperatures in the order of magnitude of 200 to 400 ⁰ C and pressures of 100 bar or more must be expected.

Die Trennwand könnte an sich auch aus einem nicht magnetisierbarer! Metall bestehen, dessen elektrischer spezifischer Widerstand möglichst hohe Werte annehmen müßte und dessen mechanische Eigenschaften den genannten Bedingungen entsprechen würden.The partition itself could also consist of a non-magnetizable one! Consist of metal, its electrical specific resistance would have to assume the highest possible values and its mechanical properties would meet the conditions mentioned.

Ist die Druckdifferenz zwischen den beiden in Betracht fallenden Medien, in denen sich das treibende bzw. das getriebene Organ befinden, sehr groß, so muß die Dicke einer nach den bekannten Ausführungsformen ausgeführten metallischen Trennwand so groß gewählt werden, daß die darin auftretenden Wirbelströme — sie nehmen ungefähr mit dem Quadrat der Wanddicke zu — sehr große Werte annehmen würden, so daß der Wirkungsgrad der magnetischen Übertragung dadurch äußerst ungünstig beeinflußt wäre und eine erhebliche, ja unzulässige ErwJrmung der Trennwand nicht vermieden werden könnte.Is the pressure difference between the two media in question, in which the driving or the driven organ are very large, the thickness must be one according to the known embodiments executed metallic partition are chosen so large that the eddy currents occurring therein - they increase roughly with the square of the wall thickness - would assume very large values, so that the efficiency of the magnetic transmission would thereby be extremely unfavorable and considerable, even impermissible, heating of the partition wall could not be avoided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine druckdichte magnetische Antriebsvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, berührungslos durch eine Trennwand hindurch eine in einem mit einem unter hohem Druck und bei erhöhter Temperatur stehenden Medium gefüllten Behälter befindliche Maschine zu betätigen, wobei die Kraftübertragung je nach den gegebenen Umständen entweder in SS Form eines Drehmomentes oder einer abwechselnd vor- und rückwärts wirkenden Zugkraft verwirklicht wird.The object of the present invention is to avoid these disadvantages and create a pressure-tight magnetic To create a drive device that allows a in a container filled with a medium under high pressure and at an elevated temperature to operate the machine, with the power transmission either in SS Realized in the form of a torque or an alternating forward and backward tensile force will.

Insbesondere ist die Trennwand so zu gestalten, daß sie aus einem metallischen, annehmbare mechanische und elektrische Eigenschaften aufweisenden Werkstoff geformt werden kann und daß die sich darin ausbildenden Wirbelströme, bei einer gegebenen Dichte des den Luftspalt durchdringenden magnetischen Feldes und einer ebenfalls vorgegebenen Relativgeschwindigkeit zwischen den magnetischen Polen und der Trennwand, wesei. lieh verringert werden, ohne Einbuße an mechanischer Festigkeit gegenüber einer vollwandigen Trennwand gleicher Dicke.In particular, the partition is to be designed so that it is made of a metallic, acceptable mechanical and material exhibiting electrical properties can be molded and that is contained therein forming eddy currents, at a given density of the magnetic penetrating the air gap Field and a likewise predetermined relative speed between the magnetic poles and the partition, wesei. lent be reduced without Loss of mechanical strength compared to a full-walled partition wall of the same thickness.

Die diese Aufgabe lösende Erfindung besieht bei der eingangs vorausgesetzten Vorrichtung darin, daß die Trennwand in ihrem zwischen den gegenüberliegenden Polringen befindlichen Bereich Aussparungen aufweist, in die nicht magnetisierbar, elektrisch nicht leitende bzw. isolierte draht-, litzen- oder kabelartige Verstärkungselemente hoher Zugfestigkeit unter mechanischer Vorspannung eingelegt sind, wobei die Tiefe der Aussparungen gegenüber den zwischen ihnen verbleibenden Stegen geringer ist als die Dicke der übrigen Trennwand.The invention solving this problem sees in the device presupposed at the outset that the The partition has recesses in its area located between the opposite pole rings, into the non-magnetizable, electrically non-conductive or insulated wire, stranded or cable-like reinforcing elements high tensile strength are inserted under mechanical prestress, the depth of the Recesses compared to the webs remaining between them is less than the thickness of the rest Partition wall.

Der aus der DT-OS 23 05 907 bekannt gewordene magnetische Koppler besitzt eine druckfeste Trennwand mit innen und außen glatter Oberfläche. Diese Wand besteht aus einem gitterförmigen, käfigartigen Gerüst aus magnetisierbaren, hochpermeablen Lamellen oder Stäben, die an ihrem einen Ende elektrisch leitend miteinander verbunden und geerdet sind, um jede elektrostatische Aufladung die-^s Gebildes auszuschalten, die im übrigen jedoch, beispielsweise durch Einbetten in einen aushärtenden Kunststoff od. dgl., gegeneinander isoliert sind, um das Auftreten von Wirbelstromschlaufen zu vermeiden. Die magnetischen Elemente und die sie umschließende Isoliermasse sind druckdicht miteinander verklebt. Die Lamellen oder Stäbe bilden dabei ebensoviele magnetische Brücken, über die der magnetische Fluß die Trennwand durchdringt. Damit wird die Reluktanz des magnetischen Kreises und insbesondere des Luftspaltes zwischen den Rotrrpolen erheblich verringert, und es treten im Inneren der Trennwand nur kleine, vernachlässigbare Wirbelstromverluste auf.The magnetic coupler known from DT-OS 23 05 907 has a pressure-resistant partition with a smooth surface on the inside and outside. This wall consists of a lattice-shaped, cage-like Frame made of magnetizable, highly permeable lamellae or rods that are electrically connected at one end are conductively connected to each other and earthed in order to switch off any electrostatic charge of this structure, The rest, however, for example by embedding in a hardening plastic or the like., are isolated from each other in order to avoid the occurrence of eddy current loops. The magnetic The elements and the insulating compound surrounding them are bonded to one another in a pressure-tight manner. The slats or Rods form as many magnetic bridges over which the magnetic flux crosses the dividing wall penetrates. This increases the reluctance of the magnetic circuit and, in particular, of the air gap between the Red Poles significantly decreased, and it only small, negligible eddy current losses occur inside the partition.

Um die mechanische Festigkeit dieser in ihrer Struktur komplexen Trennwand zu erhöhen, wird vorgeschlagen, die letztere durch eine dünne, nicht magnetisierbar Faserschicht von der Art eines Glasgewebes, einer Schicht von Borkarbidfasern od. dgl. zu verstärken, die wenn nötig mit einem geeigneten, aushärtenden Lack oder Kunststoff imprägniert sein können. Die Trennwand kann ferner mindestens einseitig mit einer gas- und flüssigkeitsdichten, nicht magnetisierbaren Schicht abgedichtet sein. Von einer Vorspannung der verstärkenden und/oder abdichtenden Schicht ist nicht die Rede.In order to increase the mechanical strength of this partition wall, which is complex in its structure, suggested the latter by a thin, non-magnetizable fiber layer of the type of a Glass fabric, a layer of boron carbide fibers or the like. To reinforce, if necessary with a suitable, hardening lacquer or plastic can be impregnated. The partition can also be sealed at least on one side with a gas- and liquid-tight, non-magnetizable layer. There is no question of prestressing the reinforcing and / or sealing layer.

Ein derartiger Aufbau der Trennwand ist aber offensichtlich den der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Bedingungen hinsichtlich der mechanischen und/oder thermischen Belastungen der Größenordnungen 200 — 400⁰C und 100 bar oder mehr nicht gewachsen.Such a construction of the dividing wall is obviously not able to cope with the conditions on which the present invention is based with regard to the mechanical and / or thermal loads of the order of magnitude of 200-400 ^° C. and 100 bar or more.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Aussparungen an der Außenseite uer Trennwand angebracht und in Form von in Umfangsrichtung ring- bzw. schraubenförmig mit geringer Steigung verlaufenden Rillen ausgebildet sein Bei dieser Anordnung werden die mechanisch vorgespannten Verstärkungselemente vorteilhafterweise in die ring- bzw. schraubenförmig in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen eingelegt und derart bemessen, daß sie mindestens dieselbe Zugfestigkeit aufweisen, wie das beim Anbringen der Rillen entfernte Material der Trennwand.According to a preferred embodiment of the invention, the recesses on the outside uer partition attached and in the form of annular or helical with in the circumferential direction With this arrangement, the grooves are mechanically preloaded Reinforcing elements advantageously in the annular or helical shape in the circumferential direction running grooves inserted and dimensioned such that they have at least the same tensile strength as that material removed from the partition wall when the grooves were made.

Nach einer weiteren Ausführungsform können die Aussparungen aber auch an der Außenseite der Trennwand angebracht und in Form von in axialer Richtung verlaufenden Rillen ausgebildet sein. Ist dies der Fall, so werden die mechanisch vorgespanntenAccording to a further embodiment, the recesses can also be on the outside of the Partition wall attached and designed in the form of grooves extending in the axial direction. Is this the case, the mechanically preloaded

Verstärkungselemente in den in axialer Richtung verlaufenden Rillen bzw. Bohrungen derart bemessen, daß sie mindestens dieselbe Zugfestigkeit aufweisen, wie das beim Anbringen der Rillen bzw. Bohrungen entfernte Material der Trennwand.Reinforcing elements in the grooves or bores running in the axial direction are dimensioned in such a way that that they have at least the same tensile strength as when making the grooves or bores removed material of the partition.

Die Aussparungen können ferner, entsprechend einer weiteren Variante der Erfindung, in Form von in Reihen oder versetzt angeordneten, wabenförmigen Vertiefungen an mindestens einer der Oberflächen der Trennwand ausgebildet sein, wobei die ring oder schraubenförmig um die Außenfläche der Trennwand gelegten Verstärkungselemente an den Oberkanten der zwischen den Waben verbleibenden Stege abgestützt sind. Die mechanisch vorgespannten Verstärkungselemente sind hier auf der Außenseite der Trennwand aufgewickelt und auf die Oberkanten der zwischen den Rillen bzw. den wabenförmigen Vertiefungen verbleibenden Stege abgestützt.The recesses can also, according to a further variant of the invention, in the form of rows or staggered, honeycomb-shaped depressions on at least one of the surfaces of the partition be formed, the ring or helically placed around the outer surface of the partition Reinforcing elements are supported on the upper edges of the webs remaining between the honeycombs. the mechanically pre-tensioned reinforcing elements are wound here on the outside of the partition wall and on the upper edges of the webs remaining between the grooves or the honeycomb depressions supported.

Die Aussparungen brauchen jedoch nicht in jedem Falle an der Außen- oder Innenoberfläche der Trennwand angebracht zu sein. Nach einer in vielen Fällen besonders günstigen Ausführungsform können die Aussparungen nämlich auch in Form von in axialer Richtung in der Dicke der Trennwand verlaufenden Bohrungen ausgebildet sein. In diese können, ähnlich wie im Falle der axial gerichteten Rillen, zugankerförmige Verstärkungselemente eingezogen sein. Diese Ausführungsart hat zudem den Vorteil, daß die Bohrungen in an sich bekannter Weise, wenigstens zum Teil, von einem Kühlmedium durchflossen und gegen unzulässig hohe Temperaturen geschützt ausgebildet sein können.However, the recesses do not need in every case on the outer or inner surface of the Partition wall to be attached. According to an embodiment which is particularly favorable in many cases namely, the recesses also in the form of extending in the axial direction in the thickness of the partition wall Be formed bores. Similar to the case of axially directed grooves, tie-rod-shaped grooves can be used in these Reinforcing elements should be drawn in. This embodiment also has the advantage that the Bores in a manner known per se, at least in part, flowed through by a cooling medium and against impermissibly high temperatures can be protected.

Die verschiedenen, oben beschriebinen Formen der Aussparungen in der Trennwand dienen alle dem gleichen Zweck, nämlich, durch eine wesentliche Verminderung der in Frage kommenden Querschnitte der Trennwand die Ausbildung von Wirbelströmen und damit unerwünschte L.eistungsverlusie erheblich einzuschränken, wobei die durch den bein Anbringen von Rillen oder Bohrungen vorgenommenen Materialabtrag bedingte Abnahme der mechanischen Festigkeit durch den Auftrag oder den Einbau von elektrisch nicht leitenden, mechanisch vorgespannten zugankerartigen Verstärkungselementen wettgemacht wird.The various shapes of the recesses in the bulkhead described above all serve this purpose the same purpose, namely, by a substantial reduction in the cross-sections in question the partition wall to significantly reduce the formation of eddy currents and thus undesirable performance loss, where the removal of material carried out by making grooves or bores conditional decrease in mechanical strength due to the application or installation of electrical not conductive, mechanically prestressed tie-rod-like reinforcing elements is compensated.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.The invention is based on the drawing in various Embodiments shown for example.

F ι g. 1 zeigt in vereinfachter, schematischer Form einen axialen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit druckdichter Trennwand, ^ur Übertragung eines Drehmomentes, m::t in Umfangsrichtung verstärkter Trennwand.Fig. 1 shows in simplified, schematic form an axial longitudinal section of a drive device according to the invention with a pressure-tight partition, ^ ur Transmission of a torque, m :: t, partition wall reinforced in the circumferential direction.

Fig. 2 ist ein entsprechender Teilqutrschnitt gemäß II/IIinFig. 1.Fig. 2 is a corresponding partial cross section according to II / IIinFig. 1.

Die F i g. 3 und 4 erläutern, in Form von in vergrößertem Maßstab dargestellten Teilquerschnitten, den Aufbau einer erfindungsgemäßen Trennwand mit verschiedenen Rillenquerschnitten und in die Rillen eingezogenen Verstärkungselementen sowie dazugehörige Isolationsschichten.The F i g. 3 and 4 explain, in the form of partial cross-sections shown on an enlarged scale, the structure of a partition wall according to the invention with different groove cross-sections and in the grooves drawn-in reinforcement elements and associated insulation layers.

Die F i g. 5 und 6 stellen eine weitere Ausfühnjngsform der Trennwand dar, ähnlich derjenigen in F i g. 1 und 2, jedoch sowohl mit in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung geführten Rillen bzw. Bohrungen und darin eingelegten, vorgespannten Verstärkungselemen-The F i g. 5 and 6 represent a further embodiment of the partition, similar to that in FIG. 1 and 2, but with both in the circumferential direction and in grooves or bores guided in the axial direction and prestressed reinforcing elements inserted therein

Die F i g. 7 und 8 sowie 9a, b und c zeigen Ausschnitte von erfindungsgemäßen Trennwänden, deren Aussparungen als wabenartige, in ihre Außenfläche eingelassene Vertiefungen verschiedener Form und Anordnung ausgebildet sind.The F i g. 7 and 8 as well as 9a, b and c show details of partition walls according to the invention, the recesses of which as honeycomb-like, embedded in their outer surface Wells of various shapes and arrangements are formed.

F i g. 10 und 11 stellen Teilquerschnitte einer anderenF i g. 10 and 11 represent partial cross-sections of another

Ausführungsform der Trennwand dar, bei der die Aussparungen aus in axialer Richtung in der Dicke der Trennwand angebrachten Bohrungen mit rundem bzw. rechteckigem Querschnitt bestehen.Embodiment of the partition, in which the recesses in the axial direction in the thickness of the Partition wall mounted holes with round or rectangular cross-section exist.

Fig. 12 ist wieder eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bahnen der sich unter dem Einfluß des in zwischen den Polringen herrschenden magnetischen Feldes in einer gegenüber den Polringen bewegten glatten, vollwandigen Trennwand ausbildenden Wirbelströme, sowie der Wirkungsweise von in eine solche Trennwand eingeschnittenen Rillen.Fig. 12 is again a schematic representation for Explanation of the orbits under the influence of the magnetic between the pole rings Field forming eddy currents in a smooth, full-walled partition wall moving in relation to the pole rings, and the mode of action of grooves cut into such a partition wall.

Fig. 13 ist ein vereinfachter Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer wechselweise in Längsrichtung wirkenden Zugkraft.Fig. 13 is a simplified longitudinal section through a Drive device according to the invention for transmitting an alternately acting in the longitudinal direction Traction.

Fig. 14 stellt in vereinfachter Form einen Längsjo schnitt durch eine halbkugelförmige, nach der Erfindung aufgebaute Trennwand dar, die an ihrer Außenseite sich überkreuzende, in Umfangsrichtung und in axial/radialer Richtung verlaufende Rillen und darin eingelegte, vorgespannte Verstärkungselemente aufweist.
F i g. 15 ist ein Teillängsschnitt aus einer zylindrischen Trennwand, die an ihrer Außenseite wabenförmige Aussparungen von der in Fig. 7 bis 9c gezeigten Art aufweist und eine einlagige Wicklung von im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden vorgespannten Verstärkungselementen trägt, die auf den oberen Kanten der zwischen den Aussparungen verbleibenden Stege abgestützt sind, undFig. 14 shows in simplified form a longitudinal section through a hemispherical partition constructed according to the invention, which has on its outside crossed, circumferential and axial / radial grooves and pretensioned reinforcing elements inserted therein.
F i g. 15 is a partial longitudinal section of a cylindrical partition which has on its outside honeycomb-shaped recesses of the type shown in FIGS Bars are supported, and

Fig. 16 ein Teillängschnitt einer ähnlichen Trennwand wie diejenige der Fig. 15, auf deren Außenseite statt der wabenartigen Vertiefungen in axialer Richtung verlaufende Rillen angebracht sind, wobei die zwischen den Rillen verbleibenden Stege eine Lage von in Umfangsrichtung um die Trennwand gewickelten Windungen eines oder mehrerer parallel nebeneinander angeordneter Verstärkungselemente tragen.FIG. 16 shows a partial longitudinal section of a similar partition wall as that of FIG. 15, on the outside thereof instead of the honeycomb-like depressions extending in the axial direction grooves are attached, the between the grooves remaining webs a layer of wound in the circumferential direction around the partition Wear turns of one or more reinforcing elements arranged in parallel next to one another.

In den verschiedenen Figuren sind analoge oder entsprechende Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the various figures, analog or corresponding parts are each given the same reference numerals designated.

In der in F i g. 1 und 2 dargestellten Form einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung hat deren als Ganzes mit 1 bzeichnete Trennwand die Form eines topfähnlichen Rotationskörpers mit flachem Boden und zylindrischen Seitenwänden, deren Rotationsachse mit A-A angedeutet ist. Die zylindrische Seitenwand der Trennwand hat die Dicke / und ist an ihrem rechten, vom flachen Boden abgekehrten Ende durch eine Verdickung 2 verstärkt, die in einem Befestigungsfiansch 3 endet. Dieser schließt mit Hilfe von Dichtungsringen 4 eine öffnung 5 des Behälters 6 druckdicht ab, in dem ein unter Überdruck stehendes, gegebenenfalls eine hohe Temperatur aufweisendes Medium eingeschlossen ist. Dieses Medium erfüllt auch das Innere der Trennwand 1, in dem der innere Läufer oder Rotor 7 a — normalerweise ist es der getriebene Läufer — ebenfalls um die Achse A-A drehbar geführt ist Dieser Rotor 7 a trägt einen zahnradförmigen Polring Tb, dessen Pole gegen die glatte Innenseite 8 des zylindrischen Teils der Trennwand 1 hin gerichtet sind Auch der äußere — meisten: ist es der treibende —In the in F i g. 1 and 2, the form of a drive device according to the invention shown as a whole has the partition wall denoted as a whole by 1 in the form of a pot-like body of revolution with a flat bottom and cylindrical side walls, the axis of rotation of which is indicated by AA. The cylindrical side wall of the partition wall has the thickness / and is reinforced at its right end facing away from the flat bottom by a thickening 2 which ends in a fastening flange 3. With the aid of sealing rings 4, this closes off an opening 5 of the container 6 in a pressure-tight manner, in which a medium under excess pressure, possibly at a high temperature, is enclosed. This medium also fulfills the inside of the partition wall 1, in which the inner armature or rotor 7 a - usually it is of the driven rotor - is also guided in rotation about the axis AA This rotor 7 a transmits a gear-shaped pole ring Tb, whose poles against the smooth Inside 8 of the cylindrical part of the partition wall 1 are directed towards the outer - most: it is the driving -

«>; Läufer oder Rotor 9a trägt einen Polring 9b., dessen Pole jedoch nach innen, gegen die zylindrische Außenseite 10 der Trennwand 1 hin gerichtet sind und der ebenfalls um die Achse A — A drehbar gelagert ist Die beiden«>; Runner or rotor 9a carries a pole ring 9b, whose poles are directed inward, however, against the cylindrical outside 10 of the partition wall 1 side and also about the axis A -. A is rotatably mounted, the two

Polringe Tb und 9b liegen sich somit gegenüber, sind aber durch die Wand 1 voneinander getrennt. Die Außenseite 10 des zylindrischen Teiles der Trennwand 1 weist in ihrem zwischen den Rotoren 7a und 9a liegenden Bereich in Uinfangsrichtung verlaufende Rillen 11 von einer Tiefe /"auf, in die drahtförmige, elektri^r-h isolierte und/oder selber nichtleitende Verstärkungselemente 12 unter mechanischer Vorspannung eingelegt sind, deren Aufbau im Folgenden noch näher beschrieben wird.Pole rings Tb and 9b are therefore opposite one another, but are separated from one another by the wall 1. The outer side 10 of the cylindrical part of the partition wall 1 has, in its between the rotors 7a and 9a region lying in Uinfangsrichtung extending grooves 11 of a depth "in non-conductive in the wire-shaped electrical ^-h isolated and / or designed by reinforcing elements 12 / under mechanical Preload are inserted, the structure of which is described in more detail below.

Die Art der Lagerung und der Antriebe der beiden Rotoren Ta und 9a ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt, da dieser Teil der Antriebsvorrichtung den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht weiter berührt; das gleiche gilt für den ortsfesten Teil des magnetischen Kreises sowie für diejenigen Teile der Vorrichtung, in denen der die beiden Rotoren koppelnde magnetische Fluß induziert und geführt wird. Es sind hier lediglich die beiden ringförmigen, glatten Pole Wund Sangedeutet, zwischen denen der Luftspalt des ortsfesten Teiles des magnetischen Kreises liegt, der durch die Trennwand 1 in zwei Teilluftspalte unterteilt wird, wobei der eine — beispielsweise der getriebene — Rotor Ta und sein Polring Tb in dem im Inneren der Trennwand 1 liegenden, der andere — normalerweise der treibende — Rotor 9a und der Polring 9b in dem außerhalb des Behälters befindlichen Teilluftspalt von dem von einem (N) zum anderen Pol (S) verlaufenden magnetischen Fluß durchdrungen und in an sich bekannter Weise mit entgegengesetzter Polarität magnetisiert werden, so daß sie durch die Trennwand hindurch miteinander gekoppelt werden. Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die bereits genannte FR-PS 15 39 090.The type of storage and the drives of the two rotors Ta and 9a is not shown in detail in the drawing, since this part of the drive device does not further affect the subject matter of the present invention; the same applies to the stationary part of the magnetic circuit and to those parts of the device in which the magnetic flux coupling the two rotors is induced and guided. Only the two ring-shaped, smooth poles Wound S are indicated here, between which lies the air gap of the stationary part of the magnetic circuit, which is divided into two partial air gaps by the partition 1, one - for example the driven - rotor Ta and its pole ring Tb in the inside of the partition wall 1, the other - normally the driving - rotor 9a and the pole ring 9b in the partial air gap located outside the container penetrated by the magnetic flux extending from one (N) to the other pole (S) and in an are known to be magnetized with opposite polarity, so that they are coupled to one another through the partition. Such a device is shown, for example, in FR-PS 15 39 090 already mentioned.

Die Wirkungsweise der in der F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung ist die folgende:The mode of action of the in FIG. The device shown in Figures 1 and 2 is the following:

Solange im magnetischen Kreis der Antriebsvorrichtung ein magnetischer Fluß induziert wird, tritt dieser aus der glatten, zylindrischen Innenwand des äußeren Poles N in die glatte, konzentrisch dazu verlaufende äußere Zylinderfläche des Rotors 9a über, tritt aus der inneren Polfläche der Pole 9b aus, durchdringt de Trennwand 1 und erreicht die äußeren Polflächen des inneren Polringes Tb, um über die glatte, innere Bohrung des Rotors Ta in dem Pol 5, d. h. wieder in den ortsfesten Teil des magnetischen Kreises überzutreten, der auf diese Weise — über die obenerwähnten Teilluftspalte und die Polringe 7a, b, 9a, b torusförmig in sich geschlossen istAs long as a magnetic flux is induced in the magnetic circuit of the drive device, this flows out of the smooth, cylindrical inner wall of the outer pole N into the smooth, concentric outer cylindrical surface of the rotor 9a, emerges from the inner pole surface of the pole 9b and penetrates it Partition wall 1 and reaches the outer pole faces of the inner pole ring Tb to pass over the smooth, inner bore of the rotor Ta in the pole 5, ie back into the fixed part of the magnetic circuit, which in this way - via the above-mentioned partial air gaps and the pole rings 7a, b, 9a, b is closed in a toroidal shape

Infolge der zwischen den Polen der beiden Polringe Ta, b, 9a, b auftretenden magnetischen Anziehungskraft stellen sich die beiden Polringe aufeinander so ein, daß ihre Pole jeweils gegenüberliegen und der Hauptteil des Flusses im Bereich der Pole 7b, *)b die Trennwand 1 senkrecht, 4 h. in radialer Richtung, durchdringt.As a result of the magnetic attraction force occurring between the poles of the two pole rings Ta, b, 9a, b , the two pole rings adjust to each other in such a way that their poles are opposite each other and the main part of the flux in the area of the poles 7b, *) b crosses the partition 1 vertically , 4 h. in the radial direction, penetrates.

Auch diejenigen Bereiche der Trennwand 1, die jeweils den zwischen den Polen 7b, 9b befindlichen Aussparungen 7c, 9c der beidet; Polringe gegenüberliegen, werden durch einen senkrecht zur Trennwand 1 stehenden Streufluß durchdrungen, der jedoch in Anbetracht des an dieser Stelle vergrößerten Luftspaltes bedeutend geringer ist als der im Bereich der Pole 7b, 9b bestehende Fluß. In erster Annäherung kann dieser Streufluß vernachlässigt werden.Also those areas of the partition 1 which each have the recesses 7c, 9c located between the poles 7b, 9b of the two; Opposite pole rings are penetrated by a stray flux perpendicular to the partition wall 1, which however, in view of the enlarged air gap at this point, is significantly less than the flux existing in the area of the poles 7b, 9b. As a first approximation, this leakage flux can be neglected.

Drehen sich die beiden Rotoren 7a, 9a gegenüber der ortsfesten Trennwand 1, so wird letztere in an sich bekannter Weise von einem Drehfeld durchdrungen, da die Bereiche mit stärkerem und schwächerem Fluß, entsprechend den Polen Tb, 9b und den Pollücken Tc, 9c ebenfalls mit einer Relativgeschwindigkeit V über die Trennwand 1 hinweg mitgedreht werden.If the two rotors 7a, 9a rotate with respect to the stationary partition 1, the latter is penetrated by a rotating field in a manner known per se, since the areas with stronger and weaker flux, corresponding to the poles Tb, 9b and the pole gaps Tc, 9c, are also with a relative speed V are rotated along the partition wall 1 away.

Weist die Trennwand 1 eine gewisse elektrische Leitfähigkeit auf, wie dies beispielsweise bei einer metallischen Trennwand der Fall ist, so treten im Inneren derselben wegen der sich ändernden Flußdichte Wirbelströme (sogenannte Foucault-Strömc) auf, deren Stromstärke zur Änderung der magnetischen Flußdichte und zur Relativgeschwindigkeit V weitgehend proportional ist.If the partition wall 1 has a certain electrical conductivity, as is the case, for example, with a metallic partition is the case, occur inside the same because of the changing flux density Eddy currents (so-called Foucault currents), the current strength of which changes the magnetic flux density and is largely proportional to the relative speed V.

Aus der Fig. 12 ist der ungefähre Verlauf der schlaufenförmigen Stromlinien W der Wirbelströme ersichtlich, welche sich in einer glatten, homogenen Trennwand 1 ausbilden wurden, die mit einer Geschwindigkeit V von links nach rechts zwischen den Polen Tb, 9b hindurch gezogen wird (siehe Revue Generale de l'Electricite, Bd 80, No. 1, Januar 1971, S. 34). Die schraffierten Kechtecke a, b, c usw. ueuieii die Projektion der sich beidseits der Wand gegenüberstehenden Pole Tb, 9b auf die bewegte Trennwand 1 an. In diesen Bereichen ist der die Trennwand 1 senkrecht durchdringende Fluß am stärksten. Demgegenüber werden die dazwischen liegenden, mit 9c — 7c bezeichneten Bereiche im wesentlichen nur von einem geringen Streufluß durchdrungen. Es ist bekannt, daß die Wirbelströme ihrerseits ein magnetisches Feld induzieren, das der Änderung der ursprünglichen Feldstärke entgegenwirkt, d. h. daß eine der Relativbewegung zwischen den Polringen Tb, 9b und der Trennwand 1 entgegengerichtete Kraft auftritt. Da die Trennwand in den erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtungen ortsfest stehen bleibt, stellt diese Gegenkraft eine auf die Polringe wirkende unerwünschte, den Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung beeinträchtigende Bremskraft dar.From Fig. 12, the approximate course of the loop-shaped flow lines is W visible to the eddy currents, which were be formed in a smooth, homogeneous partition wall 1, at a speed V from left to right between the poles Tb, 9b is pulled through (see Revue Generale de l'Electricite, Vol 80, No. 1, January 1971, p. 34). The hatched square corners a, b, c etc. ueuieii the projection of the poles Tb, 9b opposite one another on both sides of the wall onto the moving partition 1. The flow perpendicularly penetrating the partition wall 1 is strongest in these areas. In contrast, the areas in between, denoted by 9c-7c, are essentially penetrated by only a small amount of leakage flux. It is known that the eddy currents in turn induce a magnetic field which counteracts the change in the original field strength, ie that a force opposing the relative movement between the pole rings Tb, 9b and the partition 1 occurs. Since the partition wall remains stationary in the drive devices according to the invention, this counterforce represents an undesirable braking force acting on the pole rings and impairing the efficiency of the drive device.

Um die Bildung von Wirbelströmen zu begrenzen, wird die für ihre Stärke maßgebende Dicke der Trennwand 1 wesentlich verringert, indem beispielswei- und/oder in axialer Richtung llfc — bezogen auf die Relativgeschwindigkeit V zwischen den Polen Tb, 9b und der Trennwand 1 — mit einer Tiefe f Rillen angebracht sind, die die Ausbildung der Wirbelstromschlaufen W und damit deren Stromstärke wenigstens im Bereich dieser Rillen erheblich einschränken. Dadurch wird die Joule'sche Verlustenergie, ähnlich wie dies von der Technik der elektrischen Maschinen her bekannt ist, in denen der magnetische Kreis aus gegeneinander isolierten Blechen aufgebaut und ebenso falls von pulsierenden Magnetflüssen durchströmt wird (Motoren, Generatoren, Umformer, Transformatoren, Drosselspulen usw.), erheblich verringert. Durch das Anbringen geeignet geformter, die Dicke / der Trennwand 1 verkleinernder Rillen oder anderer Aussparungen ist es also möglich, den Gesamtwirkungsgrad einer durch die Trennwand 1 hindurch wirkenden magnetischen Antriebsvorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Läufer zu verbessern.In order to limit the formation of eddy currents, the thickness of the partition wall 1, which is decisive for its strength, is significantly reduced by, for example, and / or in the axial direction llfc - based on the relative speed V between the poles Tb, 9b and the partition wall 1 - with a Deep f grooves are attached, which considerably limit the formation of the eddy current loops W and thus their current strength, at least in the area of these grooves. As a result, the Joule energy loss, similar to what is known from the technology of electrical machines, in which the magnetic circuit is made up of mutually insulated metal sheets and also if pulsing magnetic flux flows through it (motors, generators, converters, transformers, inductors, etc.) .), considerably reduced. By attaching suitably shaped grooves or other recesses that reduce the thickness / of the partition wall 1, it is possible to improve the overall efficiency of a magnetic drive device acting through the partition wall 1 for contactless energy transfer between the driving and the driven rotor.

Zu diesem Zweck werden an der Trennwand 1 gemäß der Erfindung, vorzugsweise an ihrer Außenseite 10, in Umfangsrichtung oder schraubenförmig mit geringer Steigung, parallelwandige Rillen von der Tiefe / angebracht, deren Boden entweder abgerundet (llaj oder flach {Wc) ausgebildet ist (Fig.3 bzw. 4). Die Trennwand 1 ist somit mit einer immer noch druckdichten Scheidewand von reduzierter Dicke e zu vergleichen, die durch feste, ringförmige Rippen oderFor this purpose, parallel-walled grooves of depth / are attached to the partition wall 1 according to the invention, preferably on its outer side 10, in the circumferential direction or in a helical manner with a slight slope, the bottom of which is either rounded (11a or flat {Wc) (Fig. 3 or 4). The partition wall 1 is thus to be compared with a still pressure-tight partition wall of reduced thickness e, which is formed by solid, annular ribs or

Stege 13 mechanisch verstärkt ist und deren Festigkeit gegenüber derjenigen einer vollwandigen, zylindrischen Trennwand gleicher Dicke / zwar merklich, aber noch nicht entscheidend abgenommen hat.Web 13 is mechanically reinforced and their strength compared to that of a full-walled, cylindrical Partition of the same thickness / has decreased noticeably, but not yet significantly.

Die durch die Drehung der Pole hervorgerufenen Wirbelströme können sich nunmehr nur noch in der verbleibenden Jiinnen Scheidewand e voll ausbilden, während sie im Bereich /'der Rillen, d. h. in den Kippen oder Stegen 13, in ihrer Entwicklung stark gehemmt werden.The eddy currents caused by the rotation of the poles can now only be found in the the remaining Jiinnen septum fully develop, while they are in the area / 'of the grooves, i.e. H. in the butts or webs 13, are greatly inhibited in their development.

Um die durch das Anbringen von Aussparungen bedingte Abnahme der mechanischen Festigkeit auszugleichen, werden gemäß der vorliegenden Erfindung in die rillenförmigen Aussparungen 11a, üb oder lic unter Vorspannung draht-, litzen- oder kabelartige, nicht magnetisierbare, elektrisch nicht leitende oder zum mindestens isolierte (schichtförmige IsolationenTo compensate for the induced by the attachment of recesses decrease in the mechanical strength, of the present invention are in accordance in the groove-shaped recesses 11a, üb or lic wire under tension, strand or cable-like, non-magnetic, electrically non-conductive or layered on at least isolated ( Isolations

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hoher mechanischer Zugfestigkeit eingelegt und an ihrem Ende in der Trennwand 1 verankert (18, 20). Für die Verstärkungselemente können beispielsweise Tantal- oder Chromnickel-Legierungen verwendet werden, ferner Materialien, die eine entsprechende kristalline, fiberartige Struktur aufweisen (sogenannte »Whiskers«), die ebenfalls den vorgesehenen Betriebstemperaturen standzuhalten vermögen. Die in Umfangsrichtung verlaufenden ringförmigen (12) oder schraubenartig gewickelten (14) Verstärkungselemente üben auf die Trennwand 1 eine radial nach innen gerichtete Kraft aus. Bei geeigneter Bemessung, gestützt auf die an sich bekannte Vorspanntechnik, ist es ohne weiteres möglich, den Verstärkungseleme nten mindestens diejenige Zugfestigkeit zu verleihen, die sit; benötigen, um die durch das Anbringen der Rillen oder anderen Aussparungen bedingte Schwächung der Trennwand 1 auszugleichen. Wie aus den Fig. 1, 3 oder 5 ersichtlich, können in den Rillen mehrere Lagen entsprechend isolierter (i5a)draht- oder kabelartiger Verstärkungselemente vorgesehen sein.high mechanical tensile strength inserted and anchored at its end in the partition wall 1 (18, 20). For example, tantalum or chromium-nickel alloys can be used for the reinforcement elements, as well as materials that have a corresponding crystalline, fiber-like structure (so-called "whiskers") that are also able to withstand the intended operating temperatures. The annular (12) or helically wound (14) reinforcing elements, which run in the circumferential direction, exert a force directed radially inward on the partition wall 1. With suitable dimensioning, based on the pre-tensioning technique known per se, it is easily possible to give the reinforcement elements at least the tensile strength that is required; need to compensate for the weakening of the partition 1 caused by the making of the grooves or other recesses. As can be seen from FIGS. 1, 3 or 5, several layers of correspondingly insulated (i5a) wire-like or cable-like reinforcing elements can be provided in the grooves.

Die Isolierschichten 15a, 15cdienen dazu, gegebenenfalls die Bildung von Kurzschlüssen zwischen einem elektrisch leitenden Verstärkungselement und den Seitenwänden der Rillen und damit das Auftreten von ungewollten Wirbelströmen in geschlossenen Schlaufen zu vermeiden.The insulating layers 15a, 15c serve to, if necessary, the formation of short circuits between one electrically conductive reinforcing element and the side walls of the grooves and thus the occurrence of to avoid unwanted eddy currents in closed loops.

Statt übereinanderliegenden Windungen 12 mit beispielsweise rundem Querschnitt können auch Verstärkungselemente mit beliebigem beispielsweise rechteckigem Querschnitt 17 vorgesehen sein, die eine bessere Ausnützung des Rillenquerschnittes erlauben, wobei die Isolation vorteilhafterweise als U-förmige, die Rille 11a, b oder c auskleidende Schicht oder als Röhrchen zwischen die Verstärkung 17 und die Trennwand 1 eingelegt wird (F i g. 4). Für das Isoliermaterial haben sich Glasgewebe, Email oder ähnliche temperaturbeständige Materialien bewährt. Die Enden der Verstärkungselemente 12, ;14, 17 oder 19 können nach einem der bekannten Verfahren etwa durch Schweißen, Löten, Biegen, Drücken oder Klemmen an der Trennwand 1 befestigt werden, wie dies in F i g. 1,5 oder 12 bei 18 bzw. 20 angedeutet ist Dabei muß lediglich darauf geachtet werden, daß auch hier keine in sich geschlossenen, elektrisch leitenden Schlaufen auftreten können.Instead of superposed turns 12 with, for example, a round cross-section, reinforcement elements with any, for example, rectangular cross-section 17 can be provided, which allow better utilization of the groove cross-section, with the insulation advantageously as a U-shaped layer lining the groove 11a, b or c or as a tube between the reinforcement 17 and the partition wall 1 is inserted (FIG. 4). Glass fabric, enamel or similar temperature-resistant materials have proven useful for the insulating material. The ends of the reinforcing elements 12, 14, 17 or 19 can be attached to the partition wall 1 by one of the known methods, for example by welding, soldering, bending, pressing or clamping, as shown in FIG. 1.5 or 12 is indicated at 18 and 20, respectively. It is only necessary to ensure that no self-contained, electrically conductive loops can occur here either.

Wenn im Inneren des Behälters 6 im Betriebszustand eine höhere Temperatur herrschen soll, als außerhalb desselben, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für die Verstärkungselemente 12, 14 ein Material zu wählen.If a higher temperature is to prevail inside the container 6 in the operating state than outside same, it has proven to be advantageous to choose a material for the reinforcement elements 12, 14.

dessen Wärmeauadehnungszahl ungefährt gleich groß ist, wie diejenige des Materials der Trennwand 1. Infolge des Temperaturgefälles dehnt sich das Innere der Trennwand (bei 8) stärker aus, als die außen angebrachten Vers'ärkungswindungen, so daß die Vorspannung der Windungen in einer Art Schrumpfwirkung verstärkt wird.whose coefficient of thermal expansion is approximately the same is like that of the material of the partition wall 1. As a result of the temperature gradient, the interior of the expands Partition wall (at 8) stronger than the externally attached reinforcement windings, so that the Bias of the turns is reinforced in a kind of shrinking effect.

Die in den F i g. 5 und 6 gezeigte Ausführungsform ist eine Variante der erfindungsgemäßen Trennwand 1.The in the F i g. The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is a variant of the partition wall 1 according to the invention.

ίο Hier weist die Außenseite 10 eine Anzahl von axialen Längsrillen llftauf, in die zunächst je ein ähnlich wie für die Verstärkungselemente 12, 14 in Fig. 1 bis 4 ausgebildetes Spannkabel 19 eingelegt wurde. Dieses wird durch in der Verlängerung der Längsrille üb angeordnete Bohrungen 24 eingeführt und bei 20 unter Vorspannung in der Trennwand verankert. Dadurch wird die auf den zylindrischen Teil der Trennwand 1 infolge des !ηπ?πΊ".Κ"Ι<« i^m Rehälter 6 in axialer Richtung wirkende Zugbelastung aufgefangen. Auch hier sind die Spannkabel 19 so bemessen, daß sie die durch das Anbringen der Rillen Ua, 11b verursachte Festigkeitsabnahme ausgleichen.ίο Here the outside 10 has a number of axial longitudinal grooves into which a tensioning cable 19, designed in a manner similar to that for the reinforcing elements 12, 14 in FIGS. 1 to 4, was initially inserted. This is inserted through an extension of the longitudinal groove üb arranged holes 24 and anchored in the partition wall at 20 under prestress. This is the ηπ to the cylindrical portion of the partition 1 as a result of? Collected πΊ ".Κ" Ι <"i ^m Rehälter 6 tensile load acting in the axial direction. Here, too, the tensioning cables 19 are dimensioned in such a way that they compensate for the decrease in strength caused by the making of the grooves Ua, 11b.

Zusätzlich zu den Längsrillen 116 sind an der Außenseite 10 der Trennwand 1 ring- oder schraubenförmigc Rillen lla, (HcJ angebracht, in die wie bei der Ausführung nach F i g. 1, 2 unter Vorspannung entsprechende Verstärkungselemente 12 oder 14 eingewickelt werden, die gegenüber den längsverlaufenden Verstärkungen 19 isoliert sind (15cji auf denen sie sich abstützen und die sie auf den Grund ihrer Rillen 116 pressen. Eine derat aufgebaute Trennwand 1 kann für höhere Innendrücke ausgelegt werden, als dies für die Ausführung nach Fig. 1, 2 möglich ist, die in Längsrichtung keine Verstärkungen aufweist. Abgesehen vom Aufbau der Trennwand 1 sind die beiden Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung gemäß F i g. 1,2 und gemäß F i g. 5,6 völlig gleich ausgeführt.In addition to the longitudinal grooves 116, the partition wall 1 is annular or helicalc on the outside 10 Grooves 11a, (HcJ attached, in the corresponding as in the embodiment according to Fig. 1, 2 under pretension Reinforcement elements 12 or 14 are wrapped opposite the longitudinal reinforcements 19 are insulated (15cji on which they are supported and which they press to the bottom of their grooves 116. A The partition 1 built up can be designed for higher internal pressures than for the Embodiment according to Fig. 1, 2 is possible, which has no reinforcements in the longitudinal direction. Apart from that of the structure of the partition wall 1 are the two embodiments of the drive device according to FIG F i g. 1, 2 and according to FIG. 5.6 executed in exactly the same way.

Die sich in einer glatten Trennwand mit gleichbleibender Dicke J ausbildenden Wirbelströme können ferner auch dadurch geschwächt werden, daß (F i g. 7—9c) an der Innen- (8) und/oder der Außenseite (10) der Trennwand wabenförmige Aussparungen oder Vertiefungen 21 angebracht werden, deren Gesamttiefe /■(d. h. bei beidseitiger Anordnung je f/2) beträgt, wobei deren Form je nach dem dafür benutzten Herstellungsverfahren verschieden gewählt werden kann. Die zwischen den Vertiefungen verbleibenden Stege 22, 23 haben die gleiche Wirkung wie diejenigen (13) zwischen benachbarten Rillen Ua, b oder c in Fig. 1 bis 6 und bilden an sich im Bereich f eine Art Verstärkung der dünnen Scheidewand e.The eddy currents that form in a smooth partition wall of constant thickness J can also be weakened by honeycomb recesses or depressions on the inside (8) and / or outside (10) of the partition wall 21, the total depth of which is / ■ (that is to say, when arranged on both sides, is f / 2 each), the shape of which can be selected differently depending on the manufacturing process used for this purpose. The webs 22, 23 remaining between the depressions have the same effect as those (13) between adjacent grooves Ua, b or c in FIGS. 1 to 6 and form a kind of reinforcement of the thin partition e in the area f.

So zeigen beispielsweise die F i g. 7 und 8 längliche Vertiefungen 21, die in Reihen (Fig. 7) oder in axialer Richtung gegeneinander versetzt (F i g. 8) angeordnet sind. In ähnlicher Weise sind in den Fig.9a und 9c kreisrunde Vertiefungen 21 gezeigt, die leichter zu bearbeiten sind und die Festigkeit der Trennwand 1 weniger beeinträchtigen als die erstgenannten (F i g. 7 und 8). Fig.9b zeigt einen Teilquerschnitt durch eineFor example, FIGS. 7 and 8 elongated depressions 21, which in rows (Fig. 7) or in axial Direction offset from one another (Fig. 8) are arranged. In a similar way are in Figures 9a and 9c circular recesses 21 are shown, which are easier to machine and the strength of the partition wall 1 affect less than the former (Figs. 7 and 8). Fig.9b shows a partial cross section through a

derartige Trennwand, gemäß IX/IX in F i g. 9a.such partition wall, according to IX / IX in F i g. 9a.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Trennwand sind aus den F i g. 10 und 11 ersichtlich. Hier wird die Querschnittsverringerung der Trennwand ¹ durch in ihrer Dicke angebracht, in axialer Richtung verlaufende Bohrungen 24 bzw. 25 erzielt, die weder auf der Innen- (8) noch auf der Außenseite 10 der Trennwand 1 sichtbar sind. Auch hier werder. ähnlich der schon in F i g. 5 angedeuteten Ausführungsart durchFurther design variants of the partition wall according to the invention are shown in FIGS. 10 and 11 can be seen. Here, the cross-sectional reduction of the partition wall ^{1 is} achieved by means of bores 24 and 25 running in the axial direction, which are not visible either on the inside (8) or on the outside 10 of the partition wall 1. Also here werder. similar to that already in FIG. 5 indicated embodiment

eine Isolierschicht 15a geschützte, unter Vorspannung stehende Verstärkungselemente oder Spannkabel 19 eingebaut, ohne daß sie aber durch eine darüber liegende Wicklung festgehalten werden müssen. Aus F i g. 11 ist eine Variante ersichtlich, bei der die s Bohrungen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Hier wie auch in der Ausführung nach Fig. 10 können die Bohrungen gleichzeitig dazu bentutz werden, ein Kühlmedium — oder einen Wärmeträger — durchfließen zu lassen, wie dies beispielsweise bei Wärmeaustauschern üblich ist.an insulating layer 15a protected under prestress standing reinforcement elements or tensioning cable 19 installed, but without them by any above horizontal winding must be held. From Fig. 11 shows a variant in which the s Bores have a rectangular cross-section. Here as well as in the embodiment according to FIG the bores are used at the same time to allow a cooling medium - or a heat transfer medium - to flow through to leave, as is customary, for example, with heat exchangers.

Fig. 13 zeigt schließlich ein weiteres Anwendungsbeispiel einer gemäß der Erfindung aufgebauten, druckdichten Trennwand, in einer Antriebsvorrichtung für die berührungslose Übertragung einer in Längsrichiung wirkenden, gegebenenfalls periodisch umkehrbaren Zugkraft, wie sie etwa in einem Rührwerk für chemische Reaktoren verwendet und in der bereitsFig. 13 finally shows a further application example of a constructed according to the invention, pressure-tight partition, in a drive device for the contactless transmission of a longitudinal direction acting, possibly periodically reversible tensile force, such as in an agitator for chemical reactors used and in the already

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riehtetem Strom gespeiste, auf dem treibenden Läufer 26a angebrachte Erregerspule 28 induziert wird. Die Trennwand 1 weist einen zylindrischen Querschnitt auf, um den Druck des von ihr umschlossenen Mediums besser aufnehmen zu können. An ihrer Ai'ßepsei'.e 10 sind schraubenförmige Rillen lla angebracht, in die unter Vorspannung Verstärkungseltmente 14 einge'egt sind, wie dies schon für F i g. 1 beschrieben wurde.Directly fed current, on the driving rotor 26a attached excitation coil 28 is induced. The partition 1 has a cylindrical cross-section, in order to be able to better absorb the pressure of the medium it encloses. At their Ai'ßepsei'.e 10 helical grooves lla are made into the Reinforcing elements 14 are inserted under prestress, as has already been done for FIG. 1 was described.

Wenn es sich um höhere Drücke handelt, etwa in der Größenordnung von 200 bar und mehr, ist es vorteilhaft, eine halbkugelförmige Trennwand la vorzusehen, wie sie beispielsweise in der Fig. 14 angedeu tet ist. Sie trägt auf ihrer Außenseite 10 in Umfangsrichuing oder schraubenförmig verlaufenden Rillen lla und in die Killen eingelegte Verstärkungselemerite 14 sowie zusätzlich dazu axial und radial verlaufende Rillen \i.b mit Verstärkungselementen 19, die sich unter Vorspannung auf den Elementen 14 abstützen, ähnlich der inWhen it comes to higher pressures, for example of the order of magnitude of 200 bar and more, it is advantageous to provide a hemispherical partition la, as indicated in FIG. 14, for example. It carries on its outer surface 10 in Umfangsrichuing or lla helically extending grooves and inserted in the Killen Verstärkungselemerite 14, and in addition, axially and radially extending grooves \ ib with reinforcing elements 19, which are supported under bias on the elements 14, similar to that in

einzelnen Teiie sind dabei, soweit sie analoge Funktionen ausüben, wie sie bereits anhand der Kig. 1 bis 6 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie diese. Der vereinfacht dargestellte, ringförmige oder zylindrische, treibende Läufer 26a besteht aus magnetisierbarem Material und weist magnetische Pole A/und Sauf. Er ist in axialer Richtung bewegbar und zieht in an sich bekannter Weise einen im Inneren der Trennwand 1 befindlichen Anker oder getriebenen Läufer 27a mit, mit dem er durch einen magnetischen Fluß verkoppelt ist, der mit Hilfe einer über die Anschlüsse 29 mit Gleichstrom oder gleichge-individual parts are included insofar as they have analog functions exercise as they are already based on the Kig. 1 to 6 have been described with the same reference numerals provided like this. The ring-shaped or cylindrical driving rotor 26a, shown in a simplified manner consists of magnetizable material and has magnetic poles A / and S. It is in the axial direction movable and pulls an anchor located in the interior of the partition wall 1 or in a manner known per se driven rotor 27 a with which it is coupled by a magnetic flux that with the help of a via the connections 29 with direct current or equal

I I g. J UlIU U ßC£ClglCII MIIUI UIIUIIg, ICUUlII Hill 111I I g. J UlIU U ßC £ ClglCII MIIUI UIIUIIg, ICUUlII Hill 111

umgekehrter Reihenfolge eingetragenen ringförmigen und axial/radial verlaufenden Verstärkungen.reverse order entered ring-shaped and axially / radially extending reinforcements.

Die Fig. 15 und 16 zeigen weitere Ausführungsvarianten der Erfindung, die einige Ähnlichkeit mi* denjenigen von F i g. 5 aufweisen. Die Trennwand 1 besitzt hier jedoch auf ihrer Außenseite 10 angebrachte, wabenförmige Aussparungen 21 (Fig. 1!>) oder Längsrillen Wb (Fig. 16) und wird durch eine einlagige Wicklung, die ohne eigene Rillen direkt auf die zwischen den Aussparungen 21 bzw. Wb verbleibenden Stege 22, 23 aufgebracht ist, verstärkt.FIGS. 15 and 16 show further variant embodiments of the invention which have some similarity with those of FIG. 5 have. However, the partition 1 here has honeycomb-shaped recesses 21 (FIG. 1!>) Or longitudinal grooves Wb (FIG. 16) attached to its outside 10 and is formed by a single-layer winding which, without its own grooves, directly onto the between the recesses 21 or Wb remaining webs 22, 23 is applied, reinforced.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Magnetische Antriebsvorrichtung für die berührungslose Übertragung eines Drehmomentes bzw. einer in ihrer Richtung wechselnden Längskraft durch eine gas- und flüüsigkeitsdichte Trennwand hindurch, die aus einem nicht magnetisierbarer), einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Material besteht und eine Öffnung eines ein unter erhöhtem Druck -jnd/oder hoher Temperatur stehendes, gegebenenfalls korrosives Medium enthaltenden Behälters verschließt, wobei magnetisierbare, mit der Trennwand und dem Behälter fest verbundene Teile des Vorrichtungsgehäuses einen ortsfesten Abschnitt eines torusförmigen magnetischen Kreises bilden, der über eine mit Gleichstrom oder gleichgerichtetem Strom gespeiste Spule oder durch Permanentmagnete erregt wird und dessen rotationssymmetrischer, koaxial zum magnetisierSaren Torus stehender Luftspalt durch die in seinem Bereich als Rotationskörper ausgebildete Trennwand in zwei Teilluftspalte unterteilt wird, in denen je ein am treibenden bzw. am getriebenen Läufer der Vorrichtung befestigter, koaxialer, zahnradförmiger Polring aus magnetisierbarem Material beweglich gefuhrt ist, dessen Pole, in gleicher Anzahl für die beiden Läufer, auf die Trennwand und den dahinter befindlichen Polring des Gegenläufers hin gerichtet sind, derart, daß der magnetische Kreis über seinen ortsfesten und einen von den beiuen Polringen gebildeten beweglichen Abschnitt, durch die T-ennwt Δ hindurch, geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (1) in ihrem zwisch« ;i den gegenüberliegenden Polringen (7a, 7b; 9a, 9b) befindlichen Bereich Aussparungen (ItI, 11a, 116, Hc, 21, 24, 25) aufweist, in die nicht magnetisierbare, elektrisch nicht leitende bzw. isolierte (15a, 15cjl draht-, litzen- oder kabelartige Verstärkungselemente (12, 14, 17, 19) hoher Zugfestigkeit unter mechanischer Vorspannung eingelegt sind, wobei die Tiefe (f) der Aussparungen gegenüber den zwischen ihnen verbleibenden Stegen (13, 22,23) geringer ist als die Dicke (J)der übrigen Trennwand (1).1. Magnetic drive device for the contactless transmission of a torque or a longitudinal force changing in its direction through a gas- and liquid-tight partition made of a non-magnetizable material with a high specific electrical resistance and an opening of an under increased pressure -Jnd / or high temperature container, possibly containing corrosive medium, closes, with magnetizable parts of the device housing firmly connected to the partition and the container forming a stationary section of a toroidal magnetic circuit, which is fed via a coil fed with direct current or rectified current or through Permanent magnets is excited and its rotationally symmetrical, coaxial to the magnetisierSaren torus standing air gap is divided into two partial air gaps by the partition formed in its area as a rotating body, in each of which one is driving or attached to the driven rotor of the device, coaxial, gear-shaped pole ring made of magnetizable material is movably guided, the poles of which, in the same number for the two rotors, are directed towards the partition and the pole ring of the counter-rotor located behind it, in such a way that the magnetic Circle over its stationary and one movable section formed by the two pole rings, through which T-ennwt Δ , is closed, characterized in that the dividing wall (1) in its between the opposite pole rings (7a, 7b; 9a, 9b) has recesses (ItI, 11a, 116, Hc, 21, 24, 25) into which non-magnetizable, electrically non-conductive or insulated (15a, 15cjl wire, strand or cable-like reinforcing elements (12, 14, 17, 19) of high tensile strength are inserted under mechanical prestress, the depth (f) of the recesses compared to the webs (13, 22, 23) remaining between them being less than the thickness (J) of the remaining partition (1).

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen an der Außenseite (10) der Trennwand (1) angebracht und in Form von in Umfangsrichtung ring- bzw. schraubenförmig mit geringer Steigung verlaufenden Rillen (lla, llcjausgebildet sind.2. Drive device according to claim 1, characterized in that the recesses on the Outside (10) of the partition (1) attached and in the form of ring or circumferential direction. helical grooves (lla, llcj) with a slight incline.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen an der Außenseite (10) der Trennwand (1) angebracht und in Form von in axialer Richtung verlaufenden RiIiCn(11 &Jausgebildet sind.3. Drive device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Recesses on the outside (10) of the partition (1) attached and in the form of in axial Direction running RiIiCn (11 & J are formed.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen in Form von in Reihen oder versetzt angeordneten, wabenförmigen Vertiefungen (21) an mindestens einer der Oberflächen (8, 10) der Trennwand (1) ausgebildet sind, wobei die ring- oder schraubenförmig um die Außenfläche (10) der Trennwand (1) gelegten Verstärkungselemente (12, 14) an den Oberkanten der zwischen den Waben (21) verbleibenden Stege (22,23) abgestützt sind.4. Drive device according to claim 1, characterized in that the recesses in the form of in rows or staggered, honeycomb-shaped depressions (21) on at least one of the Surfaces (8, 10) of the partition wall (1) are formed, the annular or helical around the Reinforcing elements (12, 14) placed at the upper edges on the outer surface (10) of the partition wall (1) the webs (22, 23) remaining between the honeycombs (21) are supported.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen in Form von in axialer Richtung in der Dicke (J) der Trennwand5. Drive device according to claim 1, characterized in that the recesses in the form of in the axial direction in the thickness (J) of the partition

(1) verlaufenden Bohrungen (24,25) ausgebildet sind.(1) extending bores (24, 25) are formed.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch vorgespannten Verstärkungselemente (12, 14,17) in die ring- bzw. schraubenförmig in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (lla, Hereingelegt und derart bemessen sind, daß sie mindestens dieselbe Zugfestigkeit aufweisen, wie das beim Anbringen der Rillen (Ma, Wc) entfernte Material der Trennwand (1).6. Drive device according to claim 2, characterized in that the mechanically pre-stressed reinforcing elements (12, 14,17) are placed in the annular or helical grooves (lla, here) and are dimensioned such that they have at least the same tensile strength as the material of the partition (1) removed when the grooves (Ma, Wc) were made.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch vorgespannten Verstärkungselemente (19) in den in axialer Richtung verlaufenden Rillen (Wb) bzw. Bohrungen (24, 25) derart bemessen sind, daß sie mindestens dieselbe Zugfestigkeit aufweisen, wie das beim Anbringen der Rillen (Wb) bzw. Bohrungen (24,25) entfernte Material der Trennwand (1).7. Drive device according to claim 3 or 5, characterized in that the mechanically prestressed reinforcing elements (19) in the axially extending grooves (Wb) or bores (24, 25) are dimensioned such that they have at least the same tensile strength as the material of the partition (1) removed when the grooves (Wb) or bores (24, 25) were made.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (1) aus einem metallischen Werkstoff hoher Festigkeit besteht.8. Drive device according to claim 1, characterized in that the partition (1) consists of one metallic material of high strength.